МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИ­ВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА

 

 

Лабораторная работа по курсу

«Конструирование гироприборов. Расчет их элементов и механизмов».

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРОГРАММНОГО МЕХАНИЗМА.

 

 

Москва, 2015

 

Цель работы:

целью настоящей лабораторной работы является ознаком­ление с назначением, принципом действия и конструкцией программного механизма прибора «Гирогоризонт». В работе рас­сматривается одна из конструкций безкулачкового программного механизма и экспериментально определяется его кинематическая погрешность.

 

Программный механизм прибора «Гирогоризонт», представляющего собой свободный трехстепенный гироскоп, служит вместе с другими органами управления движением ракеты на активном участке траектории для; управления ракетой по углу тангажа по заданной программе. Кроме того сигналы с про­граммного механизма прибора используются для стабилизации движения ракеты вокруг центра масс по углу тангажа в плоско­сти стрельбы.

 

Принцип действия программного механизма в приборе «Гирогоризонт». (Рис. 1)

Пусть ракета летит с заданным углом тангажа Ɵ (Рис. 1а). Гирогоризонт состоит из трехстепенного свободного гироскопа, с которым связаны щетки потенциометров базы. База представляет собой барабан с укрепленными на нем двумя потенциометрами, включенными по мостовой схеме, связанный через червячный редуктор программного механизма с корпусом прибора (и, следовательно, с ракетой). На рис.1а щетки расположены симметрично относительно потенциометров базы и с них в этом положении на органы управления ракетой снимается сигнал Uc, равный 0 (нулю). Теперь пусть ракета под действием тех или иных сил повернулась на угол тангажа ΔƟ (Рис.1а)

 

В этом случае потенциометры базы вместе с ракетой по­
вернутся относительно щеток, связанных с сохраняющим неизменное положение в абсолютном пространстве гироскопом, на такой же угол AS. В результате со щеток (т.е. с диагонали мос­та) на органы управления ракеты пойдет сигнал Uc не равный 0 (рис. 16). Под действием этого сигнала включится двигатель
управления тангажем (рис 1в) и ракета начнет поворачиваться
по тангажу, пока ошибка по тангажу не станет равной 0 (рис.
1а).

 

 

 

Кулачковые программные механизмы.

Условная кинематическая схема кулачкового программного механизма изображена на рис. 2.

База с потенциометрами (3) поворачивается рычагом (5) через поводок (4) по заданной программе, которая задается с помощью кулачка (6) Потенциометры базы соединены по мос­товой схеме и запитываются напряжением постоянного тока, которое подводится к точкам «а» и «б». Щетки (2) потенциометров базы жестко связаны с трехстепенным свободным гироско­пом (1). Кулачок,задающий программный угол разворота ракеты по тангажу, приводится во вращение шаговым двигателем (8) через червячный редуктор. Для того, чтобы выбрать люфт в кинема­тической схеме программного механизма рычаг (5) прижимается кулачку (6) пружиной (9).

Кинематика кулачковых программных механизмов довольно проста, однако они имеют один существенный недостаток. Та­кой программный механизм обеспечивает полет ракеты лишь по одной единственной программе, а именно по той, которая со­ответствует профилю кулачка.

Этого недостатка лишены бескулачковые программные механизмы.

 

 

Бескулачковые программные механизмы.

Кинематическая схема бескулачкового программного меха­низма представлена на рис. 3.

Программный механизм предназначен для разворота базы прибора, на которой установлены потенциометры, по заданному закону с целью управления полетом ракеты по тангажу.

Механизм представляет собой устройство бескулачкового типа, состоящее из программных приводов, барабана с потенциометрическими датчиками и двигателя с редукто­ром, который, работая в тормозном режиме, накладывает посто­янный момент на барабан для выбирания люфтов программного механизма.

 

Под кинематической погрешностью программного меха­низма понимают точность соответствия действительного углового поворота базы расчетному при заданном числе импульсов, пода­ваемых на шаговый двигатель программного механизма.

Кинематическая погрешность программного механизма
оценивается через ошибку в угле поворота выходной шестерни
механизма (колеса z=152). Общая кинематическая погрешность
программного механизма может быть представлена как сумма
кинематических погрешностей отдельных звеньев кинематической
цепи «шаговый двигатель-колесо z=152» плюс величина мертвого
хода этой кинематической цепи.

Таким образом, кинематическая погрешность программного механизма Az может быть записана в виде:
= ,
где - суммарная кинематическая погрешность цепи «шаговый
двигатель - колесо z=l 52», приведенная к выходному валику этой
цепи, величина мёртвого хода кинематической цепи.

Суммарная кинематическая погрешностьцепи «шаго­вый двигатель - колесо z=152» складывается из следующих вели­чин:

а) кинематическая погрешность каждой пары цепи, опреде­ляемая погрешностью зубчатых колес пары которая может быть определена по формуле:

 

где:

F - допуски на кинематическую погрешность колес пары в микронах:

m - модуль:

z - число зубьев ведомого колеса пары.

 

 

б) кинематическая погрешность , определяемая радиаль­ными биениями валиков и вращающихся колец шарикоподшип­ников

 

где:

Е1 и Е2 - суммарные радиальные биения зубчатых колес пары (от радиальных биений валиков и колец шарикоподшипников).

 

Величины и определяют суммарную кинематическую погрешность пары , которая определяется по формуле:

Суммарная кинематическая погрешность пары должна быть приведена к выходному валику кинематической цепи по формуле:

где i- передаточное отношение между ведомым валиком i-ой па­ры и ведомым валиком всей кинематической цепи.

Окончательно кинематическая погрешность кинематической цепи «двигатель - колесо z=152» определяется выражением:

Из других факторов, влияющих на кинематическую по­грешность программного механизма следует отметить механиче­ские деформации цепи в результате нежесткости, температурные деформации и поворот механизма по инерции.

Кинематическая погрешность, определяемая неточностью изготовления зубчатых колес и валиков кинематической цепи, может быть предварительно подсчитана и в последствии учитываться при задании программы разворота базы.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

 

№	Число импульсов
	i=500	3°3’	3°2’	1’
	i=1000	5°57’	6°5’	8’
	i=1500	9°25’	9°7’	18’
	i=2000	13°3’	12°10’	53’

 

 

№	Число импульсов
	i=500	3°24’	3°2’	22’
	i=1000	6°11’	6°5’	39’
	i=1500	9°19’	9°7’	51’
	i=2000	13°24’	12°10’	1°14’